2016 Fiscal Year Research-status Report
降雪粒子マイクロ波散乱問題解決に向けた３次元粒子構造モデルの開発
| Project/Area Number |
26400464
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
民田 晴也 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 技術専門職員 (80422765)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津田 紀生 愛知工業大学, 工学部, 教授 (20278229)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 降雪粒子観測 / 降水レーダ / レーダ降雪強度 / マイクロ波散乱 / レーザ形状計測 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
マイクロ波降水リモートセンシングは、降水粒子が散乱・放射するマイクロ波を受信して降水強度を推定する。その推定精度はマイクロ波散乱モデルの完成度に大きく依存する。液相で楕円体近似できる雨滴粒子の散乱モデルは確立しているが、多種多様な形状と密度（誘電率）で特徴付けられる固体降水粒子（雪、霙、霰）の散乱特性は理論・観測の両面で知見が乏しく、レーダ降雪強度推定技術の実用化には課題が山積している。本研究では、粒子立体形状、落下速度および粒径分布を計測するMulti-angle Snowflake Imager (MSI)を独自開、降雪強度計との同期観測から雪の密度（誘電率）を得ることで、個々の固体降水粒子に対して実粒子に近い情報を利用した散乱理論計算を実現、散乱特性の理解深化を図り、粒子情報（種別毎の粒径分布）とレーダ反射因子の統計比較からレーダ降雪強度推定近似式を導出することで、レーダ降雪強度推定の高精度化を目指している。
平成28年度は、粒子立体形状計測性能および安定性を向上した改良型MSIを、2016年12月上旬から2017年3月下旬の間、北海道大学低温科学研究所において、２次元ビデオ雨滴粒径分布計(2DVD)、電子天秤型降雪強度計、24 GHz, 9 GHz降水レーダとの同期観測を実施、多くの観測事例の蓄積を達成した。粒子構造モデル開発では、立体形状再現アルゴリズムのプロトタイプを完成し、降雪粒子の密度の推定と初期評価を行い、降雪粒子立体構造モデル完成に目処がたった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２８年度の目標は、マイクロ波散乱計算に利用でき得る降雪粒子の立体構造モデルを開発することにあり、立体形状と誘電率を決める降雪粒子の密度の推定までの手法開発は概ね完了している。但し、立体形状計測機能や再現アルゴリズムに改良の余地は大きく残り、立体形状の再現性は雪の密度推定精度に大きなインパクトを与えるため、引き続き、立体形状再現性の評価、向上は必要である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度に運用した機能改良型の観測機器に対応する粒子立体形状再現アルゴリズムを開発、形状再現性の向上を図る。立体形状の再現性向上と機器性能検定は降雪粒子の密度推定精度を改善し、より高品質な粒子立体構造モデル開発につながる。最終的に、完成した粒子モデルを利用してマイクロ波散乱計算を行い、観測レーダ反射因子と比較解析を行うことにより、レーダ降雪強度推定の近似式を導出する。平成29年度は最終年度であり、研究総括を行う。実在粒子の形状と密度を組み込むことでレーダ降雪強度推定精度の改善効果についてまとめる。
|
| Causes of Carryover |
投稿中の論文掲載料（オープンアクセス込み）を40万円と見込み計画的に繰り越した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
論文掲載料として使用する。
|
